Бытует мнение, что одним из самых существенных недостатков твердотельных накопителей выступает их конечная и притом относительно невысокая надёжность. И действительно, в силу ограниченности ресурса флеш-памяти, которая обуславливается постепенной деградацией её полупроводниковой структуры, любой SSD рано или поздно теряет свою способность к хранению информации. Вопрос о том, когда это может произойти, для многих пользователей остаётся ключевым, поэтому многие покупатели при выборе накопителей руководствуются не столько их быстродействием, сколько показателями надёжности. Масла в огонь сомнений подливают и сами производители, которые из маркетинговых соображений в условиях гарантии на свои потребительские продукты оговаривают сравнительно невысокие объёмы разрешённой записи.

Тем не менее, на практике массовые твердотельные накопители демонстрируют более чем достаточную надёжность для того, чтобы им можно было доверять хранение пользовательских данных. Эксперимент, показавший отсутствие реальных причин для переживаний за конечность их ресурса, некоторое время тому назад проводил сайт TechReport . Им был выполнен тест, показавший, что, несмотря на все сомнения, выносливость SSD уже выросла настолько, что о ней можно вообще не задумываться. В рамках эксперимента было практически подтверждено, что большинство моделей потребительских накопителей до своего отказа способны перенести запись порядка 1 Пбайт информации, а особенно удачные модели, вроде Samsung 840 Pro, остаются в живых, переварив и 2 Пбайт данных. Такие объёмы записи практически недостижимы в условиях обычного персонального компьютера, поэтому срок жизни твердотельного накопителя попросту не может подойти к концу до того, как он полностью морально устареет и будет заменён новой моделью.

Однако убедить скептиков данное тестирование не смогло. Дело в том, что проводилось оно в 2013-2014 годах, когда в ходу были твердотельные накопители, построенные на базе планарной MLC NAND, которая изготавливается с применением 25-нм техпроцесса. Такая память до своей деградации способна переносить порядка 3000-5000 циклов программирования-стирания, а сейчас в ходу уже совсем другие технологии. Сегодня в массовые модели SSD пришла флеш-память с трёхбитовой ячейкой, а современные планарные техпроцессы используют разрешение 15-16 нм. Параллельно распространение приобретает флеш-память с принципиально новой трёхмерной структурой. Любой из этих факторов способен в корне изменить ситуацию с надёжностью, и в сумме современная флеш-память обещает лишь ресурс в 500-1500 циклов перезаписи. Неужели вместе с памятью ухудшаются и накопители и за их надёжность нужно снова начинать переживать?

Скорее всего - нет. Дело в том, что наряду с изменением полупроводниковых технологий происходит непрерывное совершенствование контроллеров, управляющих флеш-памятью. В них внедряются более совершенные алгоритмы, которые должны компенсировать происходящие в NAND изменения. И, как обещают производители, актуальные модели SSD как минимум не менее надёжны, чем их предшественники. Но объективная почва для сомнений всё-таки остаётся. Действительно, на психологическом уровне накопители на базе старой 25-нм MLC NAND с 3000 циклов перезаписи выглядят куда основательнее современных моделей SSD с 15/16-нм TLC NAND, которая при прочих равных может гарантировать лишь 500 циклов перезаписи. Не слишком обнадёживает и набирающая популярность TLC 3D NAND, которая хоть и производится по более крупным технологическим нормам, но при этом подвержена более сильному взаимному влиянию ячеек.

Учитывая всё это, мы решили провести собственный эксперимент, который позволил бы определить, какую выносливость могут гарантировать актуальные сегодня модели накопителей, основанные на наиболее ходовых в настоящее время типах флеш-памяти.

Контроллеры решают

Конечность жизни накопителей, построенных на флеш-памяти, уже давно ни у кого не вызывает удивления. Все давно привыкли к тому, что одной из характеристик NAND-памяти выступает гарантированное количество циклов перезаписи, после превышения которого ячейки могут начинать искажать информацию или просто отказывать. Объясняется это самим принципом работы такой памяти, который основывается на захвате электронов и хранении заряда внутри плавающего затвора. Изменение состояний ячеек происходит за счёт приложения к плавающему затвору сравнительно высоких напряжений, благодаря чему электроны преодолевают тонкий слой диэлектрика в одну или другую сторону и задерживаются в ячейке.

Полупроводниковая структура ячейки NAND

Однако такое перемещение электронов сродни пробою - оно постепенно изнашивает изолирующий материал, и в конечном итоге это приводит к нарушению всей полупроводниковой структуры. К тому же существует и вторая проблема, влекущая за собой постепенное ухудшение характеристик ячеек, - при возникновении туннелирования электроны могут застревать в слое диэлектрика, препятствуя правильному распознаванию заряда, хранящегося в плавающем затворе. Всё это значит, что момент, когда ячейки флеш-памяти перестают нормально работать, неизбежен. Новые же технологические процессы лишь усугубляют проблему: слой диэлектрика с уменьшением производственных норм становится только тоньше, что снижает его устойчивость к негативным влияниям.

Однако говорить о том, что между ресурсом ячеек флеш-памяти и продолжительностью жизни современных SSD существует прямая зависимость, было бы не совсем верно. Работа твердотельного накопителя - это не прямолинейная запись и чтение в ячейках флеш-памяти. Дело в том, что NAND-память имеет достаточно сложную организацию и для взаимодействия с ней требуются специальные подходы. Ячейки объединены в страницы, а страницы - в блоки. Запись данных возможна лишь в чистые страницы, но для того, чтобы очистить страницу, необходимо сбросить весь блок целиком. Это значит, что запись, а ещё хуже - изменение данных, превращается в непростой многоступенчатый процесс, включающий чтение страницы, её изменение и повторную перезапись в свободное место, которое должно быть предварительно расчищено. Причём подготовка свободного места - это отдельная головная боль, требующая «сборки мусора» - формирования и очистки блоков из уже побывавших в использовании, но ставших неактуальными страниц.

Схема работы флеш-памяти твердотельного накопителя

В результате реальные объёмы записи в флеш-память могут существенно отличаться от того объёма операций, который инициируется пользователем. Например, изменение даже одного байта может повлечь за собой не только запись целой страницы, но и даже необходимость перезаписи сразу нескольких страниц для предварительного высвобождения чистого блока.

Соотношение между объёмом записи, совершаемой пользователем, и фактической нагрузкой на флеш-память называется коэффициентом усиления записи. Этот коэффициент почти всегда выше единицы, причём в некоторых случаях - намного. Однако современные контроллеры за счёт буферизации операций и других интеллектуальных подходов научились эффективно снижать усиление записи. Распространение получили такие полезные для продления жизни ячеек технологии, как SLC-кеширование и выравнивание износа. С одной стороны, они переводят небольшую часть памяти в щадящий SLC-режим и используют её для консолидации мелких разрозненных операций. С другой - делают нагрузку на массив памяти более равномерной, предотвращая излишние многократные перезаписи одной и той же области. В результате сохранение на два разных накопителя одного и того же количества пользовательских данных с точки зрения массива флеш-памяти может вызывать совершенно различную нагрузку - всё зависит от алгоритмов, применяемых контроллером и микропрограммой в каждом конкретном случае.

Есть и ещё одна сторона: технологии сборки мусора и TRIM, которые в целях повышения производительности предварительно готовят чистые блоки страниц флеш-памяти и потому могут переносить данные с места на место без какого-либо участия пользователя, вносят в износ массива NAND дополнительный и немалый вклад. Но конкретная реализация этих технологий также во многом зависит от контроллера, поэтому различия в том, как SSD распоряжаются ресурсом собственной флеш-памяти, могут быть значительными и здесь.

В итоге всё это означает, что практическая надёжность двух разных накопителей с одинаковой флеш-памятью может очень заметно различаться лишь за счет различных внутренних алгоритмов и оптимизаций. Поэтому, говоря о ресурсе современного SSD, нужно понимать, что этот параметр определяется не только и не столько выносливостью ячеек памяти, сколько тем, насколько бережно с ними обращается контроллер.

Алгоритмы работы контроллеров SSD постоянно совершенствуются. Разработчики не только стараются оптимизировать объём операций записи в флеш-память, но и занимаются внедрением более эффективных методов цифровой обработки сигналов и коррекции ошибок чтения. К тому же некоторые из них прибегают к выделению на SSD обширной резервной области, за счёт чего нагрузка на ячейки NAND дополнительно снижается. Всё это тоже сказывается на ресурсе. Таким образом, в руках у производителей SSD оказывается масса рычагов для влияния на то, какую итоговую выносливость будет демонстрировать их продукт, и ресурс флеш-памяти - лишь один из параметров в этом уравнении. Именно поэтому проведение тестов выносливости современных SSD и вызывает такой интерес: несмотря на повсеместное внедрение NAND-памяти с относительно невысокой выносливостью, актуальные модели совершенно необязательно должны иметь меньшую надёжность по сравнению со своими предшественниками. Прогресс в контроллерах и используемых ими методах работы вполне способен компенсировать хлипкость современной флеш-памяти. И именно этим исследование актуальных потребительских SSD и интересно. По сравнению с SSD прошлых поколений неизменным остаётся лишь только одно: ресурс твердотельных накопителей в любом случае конечен. Но как он поменялся за последние годы - как раз и должно показать наше тестирование.

Методика тестирования

Суть тестирования выносливости SSD очень проста: нужно непрерывно перезаписывать данные в накопителях, пытаясь на практике установить предел их выносливости. Однако простая линейная запись не совсем отвечает целям тестирования. В предыдущем разделе мы говорили о том, что современные накопители имеют целый букет технологий, направленных на снижение коэффициента усиления записи, а кроме того, они по-разному выполняют процедуры сборки мусора и выравнивания износа, а также по-разному реагируют на команду операционной системы TRIM. Именно поэтому наиболее правильным подходом является взаимодействие с SSD через файловую систему с примерным повторением профиля реальных операций. Только в этом случае мы сможем получить результат, который обычные пользователи могут рассматривать в качестве ориентира.

Поэтому в нашем тесте выносливости мы используем отформатированные с файловой системой NTFS накопители, на которых непрерывно и попеременно создаются файлы двух типов: мелкие - со случайным размером от 1 до 128 Кбайт и крупные - со случайным размером от 128 Кбайт до 10 Мбайт. В процессе теста эти файлы со случайным заполнением множатся, пока на накопителе остаётся более 12 Гбайт свободного места, по достижении же этого порога все созданные файлы удаляются, делается небольшая пауза и процесс повторяется вновь. Помимо этого, на испытуемых накопителях одновременно присутствует и третий тип файлов - постоянный. Такие файлы общим объёмом 16 Гбайт в процессе стирания-перезаписи не участвуют, но используются для проверки правильной работоспособности накопителей и стабильной читаемости хранимой информации: каждый цикл заполнения SSD мы проверяем контрольную сумму этих файлов и сверяем её с эталонным, заранее рассчитанным значением.

Описанный тестовый сценарий воспроизводится специальной программой Anvil’s Storage Utilities версии 1.1.0, мониторинг состояния накопителей проводится при помощи утилиты CrystalDiskInfo версии 7.0.2. Тестовая система представляет собой компьютер с материнской платой ASUS B150M Pro Gaming, процессором Core i5-6600 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.

Список моделей SSD, принимающих участие в нашем эксперименте, к настоящему моменту включает уже более пяти десятков наименований:

1. (AGAMMIXS11-240GT-C, прошивка SVN139B);
2. ADATA XPG SX950 (ASX950SS-240GM-C, прошивка Q0125A);
3. ADATA Ultimate SU700 256 Гбайт (ASU700SS-256GT-C, прошивка B170428a);
4. (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
5. (ASU900SS-512GM-C, прошивка P1026A);
6. Crucial BX500 240 Гбайт (CT240BX500SSD1, прошивка M6CR013);
7. Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
8. (CT250MX500SSD1, прошивка M3CR010);
9. GOODRAM CX300 240 Гбайт (SSDPR-CX300-240, прошивка SBFM71.0 );
10. (SSDPR-IRIDPRO-240 , прошивка SAFM22.3);
11. (SSDPED1D280GAX1, прошивка E2010325);
12. (SSDSC2KW256G8, прошивка LHF002C);

Твердотельный накопитель имеет довольно высокий ресурс работы благодаря технологиям выравнивания износа и резервирования определенного пространства под нужды контроллера. Однако при длительной эксплуатации во избежание потери данных необходимо периодически проводить оценку работоспособности диска. Это верно и для тех случаев, когда нужно проверить после приобретения бывший в употреблении ССД.

Проверка состояния твердотельного диска выполняется при помощи специальных утилит, работающих на основе данных S.M.A.R.T. В свою очередь, эта аббревиатура расшифровывается как Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology и в переводе с английского означает технологию самомониторинга, анализа и отчёта . Она содержит много атрибутов, но здесь больший акцент будет сделан на параметрах, характеризующих износ и срок службы ССД.

В случае если SSD был в эксплуатации, удостоверьтесь что он определяется в БИОС и непосредственно самой системой после его подключения к компьютеру.

Способ 1: SSDlife Pro

SSDlife Pro является популярной утилитой для оценки «здоровья» твердотельных накопителей.

Erase Fail Count показывает количество неудачных попыток очистки ячеек памяти. По сути, это указывает на наличие битых блоков. Чем больше данное значение, тем выше вероятность того, что диск скоро станет неработоспособным.

Unexpected Power Loss Count – параметр, показывающий число внезапных отключений питания. Является важным, потому что NAND память уязвима к таким явлениям. При обнаружении высокого значения рекомендуется проверить все соединения между платой и накопителем, а затем выполнить повторную проверку. В случае если число не меняется, ССД, скорее всего, нуждается в замене.

Initial Bad Blocks Count отображает количество вышедших из строя ячеек, поэтому является критическим параметром, от которого зависит дальнейшая работоспособность диска. Здесь рекомендуется смотреть на изменение значения в течении некоторого времени. Если величина остается неизменной, то скорее всего с SSD все в порядке.

Для некоторых моделей дисков может встречаться параметр SSD Life Left , который показывает оставшийся ресурс в процентах. Чем меньше значение, тем хуже состояние ССД. Недостатком программы является то, что просмотр S.M.A.R.T. доступен только в платной Pro версии.

Способ 2: CrystalDiskInfo

Способ 3: HDDScan

HDDScan – программа, которая предназначена для проверки накопителей на работоспособность.

В случае если какой-то параметр превышает допустимое значение, его статус будет отмечен знаком «Внимание» .

Способ 4: SSDReady

SSDReady представляет собой программное средство, которое предназначено для оценки времени эксплуатации SSD.

Способ 5: SanDisk SSD Dashboard

В отличие от рассмотренного выше софта, SanDisk SSD Dashboard — это фирменная русскоязычная утилита, предназначенная для работы с твердотельными дисками одноименного производителя.

Заключение

Таким образом, все рассмотренные способы подходят для оценки общей работоспособности SSD. В большинстве случаев придется разбираться со СМАРТ-данными дисков. Для точной оценки работоспособности и остаточного ресурса накопителя лучше использовать фирменное ПО от производителя, которое имеет соответствующие функции.

При приобретении ноутбука или настольного компьютера целесообразно использовать твердотельные накопители (SSD). В сравнении с традиционными жесткими дисками (HDD), каждая проверка ssd диска показывает их преимущества. Достоинством твердотельных накопителей стала стабильная и быстрая работа, потребление меньшей мощности и превосходство во всех параметрах, кроме стоимости. Но это не означает, что SSD являются полностью безупречными.

Из-за устройства твердотельных накопителей, они имеют низкую продолжительность работы от 5 до 7 лет. Если знать, чего нужно остерегаться, и как защитить диск, можно существенно продлить время его работы.

В твердотельных накопителях, в отличие от жестких дисков, отсутствует физическое перемещение пластин. Данное свойство создает иммунитет от многих проблем старых жестких дисков. Несмотря на невосприимчивость к механическим разрушениям, иные компоненты SSD могут давать сбои.

Для твердотельных накопителей требуется источник питания и конденсатор, которые зачастую подвергаются неисправностям. Особенно это касается случаев со сбоем питания или скачками напряжения. При отключении электропитания могут быть повреждены данные на твердотельных накопителях даже в полностью исправном диске.

Другой возможной проблемой SSD стало ограниченное количество циклов по чтению или записи. Подобная проблема есть у всех видов флэш-памяти.

Средние показатели времени работы твердотельных накопителей измеряются многими годами, поэтому не стоит быть параноиком. Современные SSD стали менее восприимчивыми к проблемам чтения и записи, чем старые версии.

Если Вы хотите знать про ошибки и работоспособность SSD накопителя, чтобы успеть создать резервные копии важной информации, то можно провести его проверку.

Проверка ошибок и работоспособности с помощью программ

Для проверки работоспособности SSD диска используют специальные программы, функционал которых обеспечивает выполнение тестов на ошибки. Давайте рассмотрим данный софт.

CrystalDiskInfo

Бесплатная утилита CrystalDiskInfo проводит проверку скорости по считыванию и записи диска. Отображает данные про состояние температуры, здоровья. Поддерживается S.M.A.R.T технология по оценке состояния накопителя. Приложение CrystalDiskInfo имеет устанавливаемую и портативную версию. При работе с устанавливаемой версией в режиме реального времени производится мониторинг состояния твердотельных накопителей. В системном трее появляется значок используемой программы. Утилита CrystalDiskInfo эффективно проверит SSD на наличие битых секторов.

Проверка SSD:

1. Скачивание, установка и запуск программы CrystalDiskInfo.
2. Сканирование накопителя на оценку его состояния и наличие ошибок. Затем выдается результат.
3. Основные действия выполняются во вкладке «Сервис» в основном меню. Там есть функционал для задания пересканирования диска.

SSD Life

Ошибки и работоспособность SSD определяется с использованием программы SSD Life. Данная бесплатная утилита создана только для работы с ССД дисками. Она обеспечивает заблаговременное отслеживание понижения уровня работоспособности. Имеется портативная и инсталляционная версия. Второй вариант визуально отображает статус диска онлайн, чтобы у пользователя была возможность заблаговременно отследить ситуацию.

Рабочее окно приложения имеет крайне простой интерфейс. Там показывается прогнозируемое время работы накопителя, общее время работы, оценка состояния и т.д. Данные отчета обновляются специальными клавишами внизу.

SSDReady

Провести диагностику SSD можно с использованием программы SSDReady. Ее функциями стали:

1. Мониторинг состояния SSD диска.
2. Оценка потенциальной продолжительности работы.
3. Прочая соответствующая статистика.

Приложение проводит ежедневный анализ считываемых и записываемых на диск данных. Является отличным вариантом по проверке накопителей на общую работоспособность и ошибки.

DiskCheckup

Для тестирования жесткого диска SSD на работоспособность и скорость, можно использовать утилиту DiskCheckup. Данный софт обеспечивает мониторинг S.M.A.R.T атрибутов отдельного накопителя. Как и в вышеописанных программах, в этом приложении показывается статистика жесткого диска. Информация помогает отследить состояние работоспособности устройства. Функционал продукта почти ничем не отличается от описанных приложений.

HDDScan

HDDScan является свободной утилитой, которая диагностирует разные виды жестких дисков. Программа будет удобным инструментом, который поможет пользователю провести поиск на винчестере ошибок. Поддерживается показ атрибутов S.M.A.R.T и изменение определенных параметров.

Этот продукт можно применять для постоянного тестирования накопителя, чтобы предотвратить его деградацию. Приложение поможет избежать потерю важных файлов путем создания бекапов.

Предупреждающие знаки SSD

Тиканье или несмолкаемое жужжание диска считается верным признаком его поломки. В отличие от HDD, твердотельные накопители громко не шумят, но существуют определенные признаки неисправностей секторов диска. Давайте рассмотрим подобные неполадки и способы их исправления.

Повреждение секторов хранения SSD

Данные ситуации происходят при попытке компьютера сохранить или прочитать файл. Процесс длится слишком долго и заканчивается неудачно. В итоге система выдает сообщение о случившейся ошибке.

Общие симптомы повреждения bad blocks (секторов хранения):

1. Медленная работа системы, особенно при использовании файлов большого размера.
2. Наличие частых ошибок при переносе файлов.
3. Аварийное закрытие или зависание активных приложений.
4. Требование восстановить файловую систему компьютера.
5. Файл не может быть записан или прочитан на жестком диске.

При наблюдении подобных симптомом следует запустить любую из вышеописанных утилит для проверки наличия физических проблем с диском. Если ошибки подтвердятся, то требуется сразу создать резервные копии информации и задуматься про приобретение нового SSD накопителя для замены.

Файлы не могут быть записаны или прочитаны

Имеются два способа, при которых неисправность секторов хранения влияет на файлы:

1. Обнаружение системой плохого блока во время записи данных на накопитель. Это влечет за собой отказ системы записывать данные.
2. Обнаружение плохого блока системой после записи данных. Отказ прочтения этих данных.

При первом случае данные вообще не будут записываться, поэтому они не повредятся. Система в автоматическом режиме закрывает доступ к найденным неисправным блокам. В последующих записях они будут игнорироваться. Если это не осуществляется автоматически, то пользователю нужно сохранить файл в другую папку или скопировать его в облако. Затем проводится перезагрузка компьютера, а файл сохраняется в нужном месте.

Если проявится второй случай, то данные получить нелегко. Необходимо использовать несколько методов, чтобы восстановить данные с поврежденного SSD накопителя. Восстановить данные будет очень сложно. Наличие плохих блоков указывает на потерю данных навсегда.

Файловая система нуждается в восстановлении

Сообщение про данную ошибку всплывает на экране из-за неправильного отключения компьютера (не через «Завершение работы»). Раньше это означало развитие плохих блоков в SSD или проблему в разъеме или порте.

Сейчас подобные проблемы решаются достаточно просто. В Windows, Linux и Mac имеются встроенные инструменты, которые производят ремонт поврежденной файловой системы. После подобных ошибок операционная система предлагает пользователю произвести запуск с использованием соответствующих инструментов. Требуется следовать инструкции для восстановления файловой системы.

Во время данного процесса имеются шансы потерять какие-нибудь данные, а восстановление – довольно долгий процесс. Это является еще одной причиной, чтобы периодически производить резервное копирование файлов.

Частые вылеты при загрузке

Если компьютер вылетает при загрузочном процессе, но после перезапуска работает нормально, то виной этому жесткий диск. Связано это с повреждением секторов хранения или является признаком поломки диска. Лучше создать бекап прежде, чем файлы будут утеряны навсегда.

Проверка производится вышеупомянутыми диагностическими программами. При создании резервной копии данных, можно отформатировать диск и произвести переустановку ОС.

Диск доступен только для чтения

Это происходит не часто. Твердотельный накопитель отказывается выполнять операции, связанные с записью данных на диск. Накопитель продолжает работу в режиме только для чтения. Диск не осуществляет изменения файлов, а данные можно легко перенести в иное место хранения.

Не стоит сразу выбрасывать подобный SSD. Можно подключить его в виде дополнительного жесткого диска или внешнего жесткого диска к другим компьютерам. Нужно убедиться, что операционная система не загружается с твердотельного накопителя.

Если SSD будет по-прежнему работать в режиме только для чтения, то перед форматированием можно восстановить все файлы.

Для проверки твердотельного накопителя используется ряд диагностических приложений. В большинстве из них простой функционал, который в режиме онлайн отслеживает состояние SSD диска. Если в Вашем компьютере такой диск, то можете использовать функционал программ для осуществления регулярного мониторинга. Это позволит своевременную проверку состояния и убережет данные от нежелательных потерь.

Как мы тестируем HDD и SSD | Введение

В этой статье мы расскажем о нашей новой методике, программах и процедурах для тестирования пользовательских твердотельных накопителей и механических жестких дисков. Не все издания используют одинаковые методики. Зная, на основе каких данных делаются выводы в обзорах, вы сможете более уверенно принимать решения о покупке. Вы можете взять один из изученных нами SSD или HDD и сравнить его с другим продуктом, побывавшем у нас ранее, ведь мы используем одинаковый алгоритм тестирования, который позволяет делать прямые сравнения разных моделей.

В обзорах отдельных продуктов публикуются результаты далеко не всех протестированных нами ранее устройств, но вы можете самостоятельно провести сравнение новых и старых моделей, открыв соответствующие обзоры.

В статьях мы учитываем различные параметры производительности, рассматриваем упаковку, аксессуары в комплекте и технические характеристики устройств. Для начала давайте разберемся, что на самом деле означаю спецификации, указываемые производителями.

Как мы тестируем HDD и SSD | Спецификации продуктов

Компании публикуют спецификации, основанные на производительности устройства в свежем состоянии или "из коробки". Разные производители представляют информацию разного типа. Для формирования спецификаций даже нет стандартных процедур. За общее правило принято указывать четыре показателя скорости: последовательное чтение, последовательная запись, произвольное чтение и произвольная запись.

Простая утилита ATTO с графическим интерфейсом предлагает два метода определения скорости последовательных операций. Она тестирует накопители на глубине очереди четыре или десять команд, но не позволяет проверить скорость при обработке одной большой команды, отчего генерирует результаты, которые редко встречаются в реальном мире. SanDisk и ряд других компаний отказались от ATTO в пользу CrystalDiskMark для тестирования скорости последовательного чтения и записи.

Скорость выполнения произвольных операций можно измерить разными способами. Большинство компаний использует Iometer с блоками 4 Кбайт на глубине очереди 32 команды. Хотя получаемые результаты впечатляют, но с реальным поведением накопителей имеют мало общего. Чуть позже мы обсудим эту тему более подробно.

Просматривая характеристики продуктов на сайте производителя или на коробке, нужно помнить ряд моментов. Протестировав множество накопителей в реальных тестах, мы поняли, что не стоит ожидать от производителя указания реалистичных данных. В конце концов, типичного утвержденного сценария использования не существует. Даже на одной системе нагрузки в разные дни варьируются. И особенно нельзя сравнивать спецификации продуктов одного поставщика со спецификациями других производителей. Для получения данных они используют различные конфигурации и методики, и результаты буду сильно отличаться.

Как мы тестируем HDD и SSD | Методика

В наших тестах мы стараемся получить результаты, которые потом можно будет сравнивать с другими. Для этого требуется строгий регламент тестирования. В случае с твердотельными накопителями, любая задача, выполненная накопителем перед процессом тестирования, повлияет на получаемые в дальнейшем результаты. Естественно, все SSD-накопители поступают на тесты в чистом виде, то есть в состоянии "из коробки".

В этом состоянии контроллер способен записывать данные на флэш-память напрямую, минуя процедуру чтения, изменения и записи. Но после заполнения накопителя данными, контроллеру необходимо прочитать блок данных, внести изменения и затем записать его обратно. Это происходит, даже если изменения касаются только одной ячейки. Процесс чтения, изменения и записи может удвоить или даже утроить задержку, в зависимости от типа информации, с которой работает накопитель.

Как мы тестируем HDD и SSD | Тестовое оборудование

Через наши лаборатории проходит много накопителей, примерно по восемь штук в месяц. Нередко приходится проверять устройства, которые еще находятся в разработке, часто с различными неофициальными версиями прошивки. Чтобы поддерживать такой темп и при этом предоставлять качественные комментарии, не нарушая очередность, необходимо использовать сразу несколько тестовых стендов.

Как мы тестируем HDD и SSD | Тестовая система для SATA

Вышеуказанная конфигурация является стандартной для тестов потребительских SSD и жестких дисков. Таких систем у нас четыре. Эти машины предназначены для тестирования накопителей с интерфейсом SATA. Время от времени с их помощью тестируются накопители для серверных систем. Чтобы сохранить системы в исходном состоянии, мы изолировали их от Интернета, отключив тем самым автоматические обновления, которые могут повлиять на получаемые результаты.

Как мы тестируем HDD и SSD | Тестовая система для PCIe

Накопители на базе интерфейса PCIe тестируются на двух одинаковых отдельных стендах. Материнская плата ASRock Z97 Extreme6 обеспечивает прямое подключение четырех линий PCIe 3.0 от процессора к интерфейсу M.2. Это идеальный вариант для установки накопителя M.2 в высокопроизводительный пользовательский ПК. Эти системы также изолированы от сети Интернет. Конфигурация операционной системы и программного обеспечения для тестирования соответствует тестовому стенду для накопителей на базе SATA.

Кроме того, у нас есть еще несколько систем для специализированных тестов, клонирования системы, создания образов системы, тестов времени автономной работы от батареи ноутбука и операций безопасного стирания. Всего в нашем распоряжении есть 29 современных систем, начиная от ноутбуков на базе Sandy Bridge для тестирования накопителей на выставках и заканчивая 10 идентичными системами с двумя процессорами Xeon для тестирования сетевых устройств хранения данных (NAS) с подключением до 120 клиентов, использующих Hyper-V.

Для измерения времени работы от батареи мы используем два разных ноутбука. Стандартные SATA-накопители формата 2,5 дюйма тестируются в Lenovo T440 – это один из немногих ноутбуков с поддержкой функции DEVSLP. Для проверки SSD формата m.2 с интерфейсом SATA или PCIe используется ноутбук Lenovo X1 Carbon Gen 3. Этот ноутбук поставляется с накопителем M.2 от Lenovo. Подобных моделей мало, но в ближайшие месяцы их число должно увеличиться.

Как мы тестируем HDD и SSD | Почему важна упаковка

Многие из нас покупают комплектующие для ПК в Интернете. Но иногда желание подержать продукт в руках перед покупкой перевешивает желание немного сэкономить. В любом случае, розничная упаковка является важным фактором, независимо от того, где вы покупаете гаджет.

Онлайн-заказы подразумевают доставку, и нет ничего хуже, когда долгожданная посылка оказывается поврежденной. В наших обзорах мы обязательно смотрим на упаковку розничных SSD-накопителей и жестких дисков. Твердотельные диски по большей части нечувствительны к вибрации, а техническое развитие производства жестких дисков позволило значительно повысить их стойкость к вибрации и ударам в выключенном состоянии. Тем не менее, мы приветствуем наличие вибропоглощающего материала в упаковке.

У SSD производительность варьируется в зависимости от емкости. Меньшие накопители, как правило, медленнее более емких моделей одного семейства. Некоторые производители публикуют спецификации для каждой модели, а некоторые только максимальные скоростные показатели серии, выбирая для этого лучший сценарий. На практике модели на 128 Гбайт и даже 256 Гбайт, как правило, работают немного медленнее версий емкостью 512 Гбайт и 1 Тбайт.

Делая покупку в розничном магазине, нам хочется посмотреть техническую информацию о продукте. Опять же, некоторые производители предоставляют полный список характеристик на коробке, в то время как другие указывают минимум данных. Когда в обзорах мы говорим, что есть, а чего нет, мы надеемся убедить производителей делать более информативное описание продукта для своих клиентов.

Как мы тестируем HDD и SSD | Тестирование по четырем направлениям

Четыре основных направления тестирования включают скорость последовательного чтения, последовательной записи, произвольного чтения и произвольной записи. Не все обозреватели или компании используют аналогичный подход.

Скорость последовательных операций обычно измеряется блоками по 128 Кбайт, хотя некоторые авторы любят использовать блоки по 64 Кбайт, а некоторые даже доходят до 8 Мбайт. В основном, мы используем 128 Кбайт, но сделали отдельную диаграмму, в которой показан диапазон размеров блоков от 512 бит до 8 Мбайт как для последовательного, так и для случайного доступа. Кроме того, глубина очереди на этом графика растет с 1 до 32 команд.

Последовательное чтение блоками по 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Последовательная запись блоками по 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Скорость произвольных операций почти повсеместно измеряется блоками по 4 Кбайт при очередности 32 команды. Хотя этот показатель не совсем точно отражает реальную производительность, он демонстрирует то, что нам хотят показать производители. Мы показываем скорость произвольных операций блоками 4 Кбайт при различной очередности от 1 до 32 команд. Поскольку производительность PCIe-накопителей хорошо масштабируется, в некоторых тестах мы повышаем очередность до 128 команд.

Произвольное чтение блоками по 4 Кбайт, IOPS (больше – лучше)

Произвольная запись блоками по 4 Кбайт, IOPS (больше – лучше)

В каждом обзоре мы проводим сравнение между скоростью последовательного чтения и записи на глубине очереди в две команды. Также для каждой глубины очереди мы разбиваем скорость произвольного чтения на гистограмме по группам. Графики произвольных операций по 4 Кбайт поделены на высокие и низкие глубины очередей.

Как мы тестируем HDD и SSD | Смешанные задачи

В типичном представлении в смешанных задачах на пользовательских системах операции чтения занимают 80%, на рабочих станциях - 70%.

Произвольное чтение (80%) блоками по 4 Кбайт, IOPS (больше – лучше)

Устройства на базе SATA полудуплексные. Они могут осуществлять либо чтение, либо запись, но не обе операции одновременно. Накопители, использующие набор команд SCSI (в том числе SAS), являются дуплексными, то есть они могут считывать и записывать одновременно. Дуплексные устройства справляются со смешанными задачами намного лучше.

Загрузочные накопители подвергаются смешанным нагрузкам, так как система постоянно читает и записывает небольшие объемы данных. При запуске приложения программа не только запускает серию операций чтения, но также регистрирует (записывает) данные на хост. И это происходит сотни раз в минуту.

Накопители, используемые лишь для хранения больших объемов данных, имеют иное соотношение операций чтения/записи. Они не выполняют мелких регистрирующих операций, но осуществляют запись и чтение при передаче файлов в и из системы. Большинство таких второстепенных накопителей используется для хранения данных, которые передаются последовательно. Фильмы, музыка, изображения и другие медиафайлы занимают основную часть второстепенного хранилища.

В следующем разделе мы рассмотрим различные соотношения операций чтения/записи и то, как последовательные данные реагируют на многозадачность во второстепенных средах.

Как мы тестируем HDD и SSD | Устойчивое состояние

Устойчивое состояние производительности часто ассоциируется с задачами производственного класса. По большей части, это действительно так. Пользовательские твердотельные накопители большую часть времени находится в простое. Команда TRIM, алгоритмы сбора мусора и выравнивания износа призваны очищать ячейки NAND, чтобы они оставались чистыми и готовыми для записи новых данных.

4К устойчивое состояние

4К устойчивое состояние, последние сто блоков данных

Два графика выше демонстрируют то, что мы привыкли называть устойчивой производительностью. В клиентской среде на SSD никогда не ведется запись блоками по 4 Кбайт в течение нескольких часов подряд. Первый график показывает второй проход операций записи. В отличие от первого, в котором все ячейки чистые и готовы принимать данные, тут уже нужна предварительная очистка. Нас больше интересует второй график. Он иллюстрирует скорость произвольных операций в худшем сценарии. В идеальном случае на нем вы должны увидеть высокий уровень выполнения операций IOPS и ровный график без особых отклонений.

Последовательные смешанные операции в устойчивом состоянии

Бывают ситуации, когда данные о производительности в устойчивом состоянии являются более актуальным показателем, например, в полупрофессиональных задачах. Тест, включающий смешанные операции с последовательным доступом в устойчивом состоянии, показывает нам, как накопитель ведет себя после тяжелой операции редактирования мультимедиа на вторичном накопителе. Так как в разных пользовательских задачах соотношение операций чтения/записи разное, мы показываем весь диапазон, начиная от 100% операций чтения и заканчивая 0% чтения (то есть тестовым прогоном со 100% операций записи).

Как мы тестируем HDD и SSD | Тесты в реальных приложениях

После синтетических тестов, измеряющих предельные значения производительности, мы переходим к анализу накопителей в реальных программах. Эмуляции действий пользователя для систем хранения мы берем из пакета Futuremark PCMark 8.

Примечание от лаборатории:

Мы используем бенчмарк PCMark 8 Storage для тестирования производительности твердотельных накопителей, жестких дисков и гибридных накопителей, где эмулируется работа с приложениями Adobe Creative Suite, Microsoft Office и нескольких популярных игр. С его помощью можно проверить системный диск или любое другое распознанное устройство хранения, включая внешние накопители. В отличие от синтетических тестов систем хранения, PCMark 8 Storage выявляет реальные различия в производительности между накопителями.

Стандартный тест накопителей в PCMark 8 основывается на работе ряда реальных приложений. Запускается требуемая программа, и во время ее работы записывается вся последовательность ее операций ввода/вывода. Затем PCMark 8 воспроизводит эту последовательность на компьютере, как будто эта задача выполняется в данный момент в режиме реального времени. Тест также воспроизводит остановки потока данных в тех местах, где они появляются в реальной программе. Это самый продвинутый тест, доступный для эмулирования работы такого широкого спектра реальных программ.

Как мы тестируем HDD и SSD | Тест хранилища Futuremark PCMark 8 Storage

Стандартный тестовый прогон предоставляет результат для каждого отдельного теста в виде суммарного времени обслуживания задачи накопителем. Чаще всего эти цифры демонстрируют только небольшие различия между премиальными и бюджетными продуктами. В реальности происходит примерно то же самое.

Как проверить Ssd диск (Способы/Программы)

В данной статье мы рассмотрим методы как проверить SSD диск и раскроем информацию о том, какими методами можно проверить SSD диск, опишем различные способы и программы. SSD диск (от английского solid-state drive) – это не механическое устройство хранения данных, в отличие от HDD (от английского Hard disk drive) имеет более высокие показатели времени

доступа к информации. SSD диски менее восприимчивы к агрессивной среде так как соответственно не имеют подвижных механических частей. SSD диски могут быть построены по разным технологиям, NAND SSD – это диск выполненный по технологии энергонезависимой памяти и RAM SSD – диски которые выполнены по технологии энергозависимой памяти, построенные по принципу оперативно запоминающего устройства (ОЗУ) персонального компьютера.
Методы диагностики SSD диска отличаются от более привычного HDD диска , так как они в принципе работают совершенно по-разному, в жестком диске пластины с данными крутятся на шпинделе и читаются магнитной головкой, а твердотельный диск работает на основе высокоскоростного FLASH накопителя.

Как проверить SSD диск. Важные моменты и принципы тестирования.

Чтобы проверить SSD диск нужно четко понимать принципы и методы диагностики! Очень важным моментом и частой ошибкой непрофессионала при проверке SSD диска является тот момент, что твердотельный диск нельзя проверять на BAD-сектора (битые, поврежденные сектора диска) так как эти тесты ничего не дают и негативно сказываются на сроке службы, ровным счетом как и нельзя проводить дефрагментацию такого диска.

Для диагностики твердотельного диска можно воспользоваться различными программами диагностики. Все программы похожи и главное понимать суть работы тестируемых показателей, зная которые можно подобрать себе любую понравившуюся программу. В данной статье опишем программу Crystal Disk Info. Программа существует для различных платформ и разрядности операционной системы, а также с различными вариантами установки. С помощью Crystal Disk Info можно проверить наличие каких либо проблем по технологии S.M.A.R.T. S.M.A.R.T (self-monitoring, analysis and reporting technology) – это встроенная в аппаратуру диска технология самоконтроля и диагностики, позволяющая посмотреть текущее состояние диска, а также предсказать возможное время выхода диска из строя. S.M.A.R.T – это наиболее простой и действительно хороший метод диагностики диска. После запуска программы Crystal Disk Info в её окне будет отображена вся информация о вашем SSD, это версия прошивки, интерфейс работы, а также какие возможности и технологии поддерживает диск. Если в системе дисков установлено несколько, то в программе будут отображаться вкладки с названиями моделей дисков, между которыми можно соответственно переключаться и просматривать информацию. Чтобы обновить информацию о дисках необходимо перейти в выпадающее меню Сервис и выбрать пункт Обновить, либо же нажать на клавиатуре клавишу F5.

Самым важным и значимым пунктом программы является область под названием “Состояние”, которая в процентном соотношении показывает текущее состояние диска. Чтобы начать проверку необходимо нажать на кнопку, расположенную чуть ниже надписи состояние. Отличным показателем считается 100%, при таких показателях иконка имеет синий цвет и в окне программы отображается надпись хорошо. Сто процентное состояние означает, что с протестированным на данный момент диском нет никаких проблем и если посмотреть в программе список протестированных показателей SSD мы увидим, что никаких проблем из всех параметров S.M.A.R.T не обнаружено. Если же после прохождения теста иконка имеет желтый либо красный цвет, а надпись соответственно осторожно либо же плохо, а состояние уже не 100% то это говорит о том, что у диска имеются какие либо проблемы. Красный цвет сигнализирует, что диск может в ближайшее время выйти из строя, конечно SSD диском можно пользоваться, но уже присутствует огромная вероятность потери данных и необходимо рассчитывать на его замену.

Очень важным параметром SSD диска , которому также необходимо уделить пристальное внимание является его рабочая температура, которая очень сильно влияет на срок службы. В программе Crystal Disk Info температура показана в области программы с названием “Температура”. Нормальным рабочим показателем температуры SSD диска является 30 градусов по Цельсию. Значения же в 40 градусов и выше является перегревом. Перегрев негативно сказывается на сроке эксплуатации SSD и если температура диска выше нормы, то необходимо выяснить причины этого перегрева и устранить их.
Программа тестирования дисков Crystal Disk Info предоставляет пользователю возможность посмотреть любой из имеющихся показателей SSD диска в виде графика. Для отображения графиков показателей SSD необходимо выбрать в меню Сервис-График и в открывшемся новом окне выбрать интересующий параметр. Рейтинг 5.00 Проголосуй - поддержи сервис!